[發明專利]一種高斷裂韌性420MPa級海工平臺用鋼板及制備方法

有效

• 申請號: 202210028778.8
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114150231B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 潘濤;師仲然;柴鋒;羅小兵;柴希陽;李麗;王天琪;陳雪慧;梁豐瑞;李健;陳健;薛東妹;楊才福
• 申請（專利權）人: 中聯先進鋼鐵材料技術有限責任公司;鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/06;C22C38/50;C21D8/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 岳淵淵

1.一種高斷裂韌性420MPa級海工平臺用鋼板，其特征在于，按質量百分比計，鋼板成分包括C：0.07％～0.12％，Si：0.15％～0.40％，Mn：1.20％～1.65％，P：≤0.011％，S：≤0.003％，Cr：0.01％～0.40％，Mo：0.01％～0.25％，Ni：0.01％～0.80％，Cu：0.01％～0.35％，Nb：0.005％～0.05％，Al：0.04％～0.12％，N：0.0041％～0.012％，Ti：0.007％～0.015％，余量為Fe及其他不可避免的雜質；鋼板厚度t為20～80mm；

鋼板中N含量≥0.0030％時，滿足：100Ti(14/48)/a₁+100Al(14/27)/a₂≥100N-0.0005，其中a₁＝1，a₂＝3，Ti、Al、N代表的是Ti、Al、N元素的質量百分比；

所述鋼板的金相組織為鐵素體+少量珠光體，其中，鐵素體含量80％～95％，鐵素體的平均晶粒尺寸為4～9μm，鋼板厚度1/4處力學性能為：屈服強度440～490MPa，抗拉強度550～620MPa；

所述鋼板厚度1/4處和厚度1/2處的鐵素體的晶粒尺寸差異0～20％，屈服強度差異為(0,15+0.25×t)MPa；

所述鋼板的斷裂韌性-10℃CTOD值1.5mm以上，裂紋擴展和斷裂均為穩態方式；NDT溫度-55～-75℃；焊接熱影響區-10℃CTOD值為0.52～1.43mm，-20℃CTOD值為0.35～0.89mm，焊接熱影響區的顯微組織中鐵素體含量65％以上。

2.根據權利要求1所述的鋼板，其特征在于，所述鋼板的Ni含量與鋼板厚度t還滿足：100Ni≥0.25(t/40)+0.05(t/40)²-0.05；其中，Ni指的是Ni元素的質量百分比。

3.根據權利要求1所述的鋼板，其特征在于，按質量百分比計，所述鋼板成分包括C：0.08％～0.11％，Si：0.15％～0.28％，Mn：1.45％～1.60％，P：≤0.011％，S：≤0.003％，Cr：0.05％～0.20％，Mo：0.03％～0.15％，Ni：0.43％～0.75％，Cu：0.05％～0.24％，Nb：0.021％～0.041％，Al：0.04％～0.083％，N：0.0041％～0.007％，Ti：0.008％～0.012％，余量為Fe及其他不可避免的雜質；鋼板厚度t為50～80mm。

4.根據權利要求1所述的鋼板，其特征在于，所述鋼板厚度1/4處力學性能為：延伸率25％～32％，-40℃沖擊功220～365J。

5.一種高斷裂韌性420MPa級海工平臺用鋼板的制備方法，用于制備權利要求1-4任一項所述的鋼板，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將鋼坯加熱至1070～1150℃，并保溫均勻化；

步驟2、軋制；

步驟3、軋制后鋼板入水加速冷卻，冷卻速度5～15℃/s，返紅溫度480～600℃，自然冷卻至400℃后緩冷。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，軋制包括兩階段軋制，第一階段為再結晶控軋，參數：軋制溫度≥950℃，至少有兩道次軋制的單道次變形量≥18％，軋制輥速≤1.5m/s；第二階段為未再結晶控軋，參數：終軋溫度≤(830-0.25×t)℃，至少有三道次軋制的單道次變形量≥12％，至少兩道次的單道次變形量≥15％。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，軋制包括三階段軋制：第一階段為再結晶控軋，參數：軋制溫度≥950℃，至少兩道次軋制的單道次變形量≥18％，軋制輥速≤1.5m/s；第二階段為未再結晶控軋，參數：軋制溫度≤(840-0.25×t)℃，至少兩道次軋制的單道次變形量≥15％；第三階段進行兩相區軋制，參數：軋制溫度為(Ar₃-5℃)～(Ar₃-25℃)，至少兩道次軋制的單道次變形量≥12％。